《Journal of Nanobiotechnology》：Reducing severity of inflammatory bowel disease through colonization of Lactiplantibacillus plantarum and its extracellular vesicles release
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本研究聚焦炎症性肠病（IBD）治疗难题，探讨植物乳杆菌（L. plantarum）及其细胞外囊泡（L. plant-EVs）的作用机制，发现其通过抑制肠道上皮细胞凋亡缓解IBD症状，为纳米生物技术在IBD治疗中的应用提供新思路。
炎症性肠病（IBD）是一种慢性炎症性疾病，影响全球数百万人，其特征是肠道屏障功能受损，目前缺乏有效治疗方法。益生菌因其调节肠道菌群、增强肠道屏障功能和抗炎作用而备受关注，但其在IBD治疗中的具体机制尚不清楚。本研究由南方医科大学南方医院的研究人员开展，旨在揭示植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum，L. plantarum）及其细胞外囊泡（L. plant-EVs）在IBD治疗中的作用机制，并探索西瓜对L. plantarum定植和L. plant-EVs释放的影响，研究结果发表于《Journal of Nanobiotechnology》。
研究背景
炎症性肠病（IBD）是一种复杂的慢性炎症性疾病，涉及遗传、环境和免疫因素，导致肠道屏障功能受损，引发炎症反应。尽管现有治疗手段不断涌现，但IBD的完全缓解和持续恢复仍然难以实现，这主要是由于对其发病机制的理解有限以及现有药物的局限性。近年来，益生菌作为一种潜在的治疗手段受到关注，它们能够调节肠道菌群，增强肠道屏障功能，并发挥抗炎作用。然而，益生菌在IBD治疗中的疗效尚不确定，且其关键活性成分和作用机制尚未完全明确。
研究方法
研究人员采用多种关键技术方法开展研究，包括16S rRNA基因测序、细胞外囊泡分离与表征、细胞培养与迁移实验、动物模型构建与干预、RNA测序与分析等。样本队列来源于南方医科大学南方医院的健康供体和IBD患者。
研究结果
L. plantarum在IBD患者中的减少：通过16S rRNA基因测序，研究人员发现IBD患者粪便中L. plantarum的丰度显著低于健康个体，提示其在IBD条件下的定植能力较差。
L. plantarum对IBD症状的缓解：在DSS诱导的IBD小鼠模型中，L. plantarum补充能够显著减轻体重下降和结肠缩短，减少炎症细胞浸润和黏膜损伤，并恢复杯状细胞的黏液分泌，稳定紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin和E-cadherin）的表达。
L. plant-EVs对IBD症状的缓解：L. plant-EVs能够被宿主细胞高效摄取，并在体外和体内实验中均显示出对IBD症状的缓解作用，包括减轻体重下降、改善结肠缩短、恢复黏膜屏障功能等。
L. plant-EVs抑制肠道上皮细胞凋亡的机制：通过转录组分析和蛋白质表达检测，研究人员发现L. plant-EVs能够通过抑制mPTP-CytC-Caspase-9-Caspase-3通路，减少肠道上皮细胞的凋亡，从而维持肠道屏障的完整性。
西瓜对L. plantarum定植和L. plant-EVs释放的促进作用：在体外实验中，西瓜超氧化物歧化酶（SOD）能够加速L. plantarum的生长并增加L. plant-EVs的释放。在人体实验中，西瓜摄入后粪便中L. plantarum的丰度显著增加。此外，西瓜超氧化物歧化酶在IBD小鼠模型中能够通过调节肠道菌群来缓解IBD症状。
研究结论与讨论
本研究揭示了L. plantarum及其细胞外囊泡（L. plant-EVs）在IBD治疗中的潜在作用机制，特别是通过抑制肠道上皮细胞凋亡来维持肠道屏障的完整性。此外，研究还发现西瓜作为一种膳食干预手段，能够促进L. plantarum的定植和L. plant-EVs的释放，从而增强IBD治疗效果。这些发现不仅为IBD的治疗提供了新的策略，还强调了益生菌和膳食干预在疾病管理中的潜在协同作用。未来的研究可以进一步探索L. plantarum及其细胞外囊泡在IBD治疗中的临床应用，并深入研究其作用机制，为开发更有效的IBD治疗方案提供理论依据。
